CH642822A5 - Disinfectant for the beverages industry - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Desinfektionsmittel für die Getränkeindustrie, und zwar sowohl Desinfektionsmittel-Kon-zentrate als auch deren Gebrauchslösungen.

Bei der Bearbeitung von Getränken wie Bier, Milch, Limonaden und Mineralwasser lässt es sich nicht vermeiden, dass in den Rohrleitungen, Tanks und Apparaten Verunreinigungsrückstände entstehen. Diese Rückstände wie auch diese Getränke selbst stellen Nährböden für viele Mikroorganismen dar. Es gelingt zwar, durch Reinigung der verschmutzten Oberfläche die ursprünglich vorhandene Keimkonzentration zu reduzieren. Diese Reinigung reicht allerdings bei weitem nicht aus, um eine Reinfektion der zu bearbeitenden Getränkeprodukte zu verhindern. Daher ist es notwendig, und im allgemeinen üblich, die restlichen Keime durch Behandlung mit Desinfektionsmittel-Lösungen, desinfizierenden Gasen oder durch Hitzebehandlung abzutöten.

Als Desinfektionsmittel, die in wässriger Verdünnung zum Einsatz kommen, haben sich Chlorträger, wie Hypochlorit oder Chlorzyanursäuresalze bewährt. Bei Anwendung dieser Verbindungen wirkt sich allerdings sehr nachteilig die Geruchsbelästigung aus, die z.T. auch auf die zu bearbeitenden Getränke übergeht.

Bewährte Desinfektionsmittel sind auch die quaternären Ammoniumverbindungen, die jedoch in erster Linie grampositive Keime abtöten und darüber hinaus wegen ihrer Sub-stantivität nicht vollständig von der gereinigten Oberfläche abzuspülen sind.

Ein weiterer Nachteil dieser Quats ist auch ihr starkes Schaumvermögen, das sich bei Umwälz- und Sprühdesinfek-tionsverfahren störend bemerkbar macht. Ebenfalls die Jo-dophore, das sind nichtiogene Netzer mit darin gelöstem Jod, neigen zum Schäumen und hinterlassen einen braunen Belag auf der behandelten Oberfläche.

In neuerer Zeit ist auch Peressigsäure im Gleichgewicht mit überschüssigem Wasserstoffperoxid zu Desinfektionszwecken eingesetzt worden. Diese unterliegt jedoch in Gegenwart von organischen Rückständen einem zu raschen Abbau und ist deshalb nur begrenzt stapelbar, was einen wirtschaftlich tragbaren Einsatz derartiger Lösungen unmöglich macht. Hinzu kommt noch der Nachteil, dass diese s Lösungen wegen ihrer relativ geringen elektrischen Leitfähigkeit nur durch Zusatz von starken Säuren automatisch über Leitwert-Steuerungs-Systeme dosiert und zur Stapelung wieder aufgefangen werden können.

Im Hinblick auf das sich in letzter Zeit in zunehmendem io Masse durchsetzende Prinzip der automatischen Dosierung der Desinfektionsmittel-Lösungen, stellte sich die Aufgabe, ein stark saures Desinfektionsmittel zu entwickeln, das die anderen Nachteile der bekannten Mittel des Standes der Technik, wie Substantivität, Schaumstabilität und begrenz-15 tes keimtötendes Wirkungsspektrum nicht aufweist.

Die Salpetersäure ist wegen ihres aggressiven Charakters und der damit verbundenen anwendungstechnischen Nachteile für die laufende Desinfektion nur begrenzt einsetzbar und daher ohne Bedeutung geblieben.

20 Von der Fluorwasserstoffsäure war zwar bekannt, dass sie keimtötende Eigenschaften hat, sie wurde allein wegen ihrer Toxizität und Korrosivität als Desinfektionsmittel nicht eingesetzt.

Während die Salpetersäure die in der Getränkeindustrie 25 auftretenden grampositiven und gramnegativen Bakterien, wie Pseudomonas, Proteus, Coli und Staphylococcen abtötet, ist sie gegenüber Hefen völlig unwirksam. Demgegenüber wurde bei der Untersuchung der Fluorwasserstoffsäure festgestellt, dass sie in der geringen Konzentration, die aus 30 Gründen der Toxizität eingehalten werden sollen, die Hefen in verhältnismässig kurzer Einwirkungszeit abtötet, ausser gegen Pseudomonas gegenüber den übrigen Bakterien aber weitgehend unwirksam ist.

Überraschenderweise ergab sich, dass bei einer Komis bination von Fluorwasserstoffsäure mit Salpetersäure deutlich geringere Konzentrationen ausreichen, um schon bei kurzen Einwirkungszeiten die Hefen ohne Beeinträchtigung der bakteriziden Wirkung abzutöten. Es ist sogar bei einzelnen Bakterien wie zum Beispiel bei den Staphylococcen eine 40 Verkürzung der Abtötungszeit zu beobachten.

Zur Lösung der Aufgabe wurde daher vorgeschlagen, für die Getränkeindustrie Desinfektionsmittel einzusetzen, die Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure und Wasser enthalten.

Die deutliche synergistische Wirkungssteigerung der er-45 findungsgemässen Kombination gegenüber Hefen ist vor allem auch deshalb überraschend, weil die Fluorwasserstoffe allein die Hefen erst nach 5 Minuten Einwirkungszeit abtötet, während die Salpetersäure selbst bei hohen Konzentrationen und langen Einwirkungszeiten gegenüber Hefen so unwirksam ist. Dagegen ist die erfindungsgemässe Kombination zum Beispiel bei einer Konzentration von 200 ppm Fluorwasserstoffsäure und 4750 ppm Salpetersäure bereits nach 2,5 Minuten Einwirkungszeit gegenüber sämtlichen in der Getränkeindustrie vorkommenden Keimen voll wirk-55 sam.

Die erfindungsgemässe Desinfektionslösung ist nicht schäumend, nicht substantiv und leitfähigkeitssteuerbar und kann deshalb mit Vorteil in der stapelbaren Umlaufdesinfek-tion der Getränkeindustrie eingesetzt werden. 60 Das Konzentrat zur Herstellung der gemäss vorliegenden Erfindung anzuwendenden Desinfektionslösung setzt sich zusammen aus einer Mischung von 1-3% Flusssäure, 20-50% Salpetersäure bezogen auf wasserfreie Substanz und Wasser. Es hat sich auch als zweckmässig erwiesen, den An-65 teil der für das Zustandekommen der synergistischen Wirkungssteigerung zwingend erforderlichen Salpetersäure zu reduzieren und durch Schwefelsäure zu ersetzen, wodurch die Bildung von Nitrosedämpfen vermieden wird.

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Für diese Ausführungsform hat sich eine Mischung aus 2% Flussäure, 10% Salpetersäure und 19% Schwefelsäure und Wasser bewährt. In der Gebrauchslösung kann Schwefelsäure in einer Konzentration von 1500-3000 ppm vorhanden sein.

Zur Verhinderung der Nitrosebildung kann das Konzentrat auch geringe Mengen von Harnstoff sowie Inhibitoren zur Vermeidung der Aluminiumkorrosion enthalten. Der Anteil an Harnstoff kann bis zu 1 % betragen.

Beim Berieseln von Behälterwandungen mit Desinfektionslösungen können infolge von Benetzungsstörungen Zonen auftreten, in denen die Desinfektions-Gebrauchslösung nicht an die abzutötenden Keime gelangt und daher nicht wirksam werden kann. Zur Vermeidung der sich hieraus ergebenden Schwierigkeiten werden dem Konzentrat oberflächenaktive Substanzen zugesetzt. Wegen der hohen Konzentration an oxydierender Salpetersäure erweisen sich hierfür fluorierte Netzmittel als besonders geeignet. Solche geeigneten Netzmittel sind anionische, gesättigte und deshalb gegen Oxydation beständige Verbindungen wie Fluoralkyl-carboxylate und/oder Perfluoralkylsulfonate. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, den Anteil der erforderlichen Sal-

A. Testmethode: Suspensionstest der DGHM

Testkeime: Pseudomonas aeruginosa

Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Saccharomyces diastaticus

1. Bakteriologische Wirksamkeit einer Zubereitung, bestehend aus Fluorwasserstoffsäure und Wasser + = Bakterienwachstum — = kein Bakterienwachstum

Konzentration 100 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5

i

2,5

5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Saccharomyces diast.

+ + +

+ ~h +

+ 4- + + + +

+ + +

+ + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + +

+

+ + + + + + + + +

+ H—

+ + + + + + + + + + --

Konzentration 150 ppm

Einwirkungszeit in Minuten

0,5

i

2,5

5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Saccharomyces diast.

+ + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + + +

+ --+ + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + --

++ + + + + + + +

Konzentration 200 ppm

Einwirkungszeit in Minuten

0,5

i

2,5

5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Sacharomyces diast.

+ + + + + + + + +

+ -h + + + +

+ + + + + + + + + + + + +++

+ + + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + +

+ + + + + + + + +

petersäure zu reduzieren und durch 0,1 bis 0,5% Netzmittel, bezogen auf wasserfreie Substanz und Wasser, zu ersetzen.

Zubereitungen, welche die erfindungsgemässe Wirkstoff-Kombination enthalten, weisen vorzügliche keimtötende Ei-5 genschaften auf. Sie sind wirksame Mittel zum Abtöten von gramnegativen und grampositiven Bakterien wie Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Proteus vulgari sowie Hefen und eignen sich daher zur Verwendung in Brauereien, Molkereien sowie in der alkohol-lo freien Getränkeindustrie.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:

In den Beispielen werden sowohl die Fluorwasserstoffsäure und die Salpetersäure für sich allein wie auch Desin-i5 fektionsmittel auf den Stand der Technik mit dem erfin-dungsgemässen Desinfektionskonzentrat auf die keimtötende Wirkung untersucht.

Die Untersuchung der keimtötenden Eigenschaften erfolgte gemäss den Richtlinien der Deutschen Gesellschaft für 20 Hygiene und Mikrobiologie (3. ergänzte Auflage, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart).

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Es zeigt sich, dass Fluorwasserstoffsäure erst bei einer deren Bakterien zeigt Fluorwasserstoffsäure allein keine Konzentration von 200 ppm und einer Einwirkungszeit von Wirkung.

5 Minuten Pseudomonas und Hefe tötet. Gegenüber den an-

2. Keimtötende Wirksamkeit von Salpetersäure verschiedener Konzentration:

Konzentration 2000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

0,5

1

2,5 5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Porteus vulgaris Saccharomyces diast.

+ + + + + +

+ "f* +

+ + + + + + + + +

1 + 11 +

1 + 1 1 + 1 + 1 1 +

1 + + 1 + 1 ++ 1 + 1 + + 1 +

+ + +

Konzentration 3000 ppm

Einwirkungszeit in Minuten

0,5

1

2,5 5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus'vulgaris Saccharomyces diast.

+++ +++ +--

+ + +

+++ +++ + + + +++ + + +

Konzentration 4000 ppm

Einwirkungszeit in Minuten

0,5

1

2,5 5 10

Pseudomonas aerug.

Staphylococcus aureus

+ + +

+ + +

Escherichia coli

+ + +

Proteus vulgaris

Saccharomyces diast.

+ + +

+ + +

+++ +++ +++

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Salpetersäure bei einer gende Tabelle zeigt, bewirkt sie aber selbst bei Einwirkungshohen Konzentration von 4000 ppm bereits nach 2,5 Minu- 45 zeiten von 10 und sogar 20 Minuten keine Abtötung der He-ten Einwirkungszeit die Bakterien abtötet. Wie die nachfol- fen.

Konzentration 5000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

5 10 15 20

Pseudomonas aerug.

Staphylococcus aureus

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Saccharomyces diast. + + + + + + + + + + + +

Konzentration 10000 ppm Einwirkungszeit in Minuten

5 10 15 20

Pseudomonys aerug.

Staphylococcus aureus

Escherichia coli

Proteus vulgaris

Saccharomyces diast. + + + + + + + + + + + +

5 642 822

3. Keimtötende Wirksamkeit der erfindunsgemässen Fluorwasserstoffsäure - Salpetersäurekombination bei Testkonzentrationen der Lösung von 0,75 und 1 %.

Konzentration Einwirkungszeit in Minuten

HN03 = 3560 ppm HF = 150 ppm

0,5

1

2,5 5

10 .

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Sacharomyces diast.

+ + + + + + + +

+ 1 1 + 1 + 1 1 + 1 + 1 1 + 1

+ + +

Konzentration HNO3 = 4750 ppm HF = 200 ppm

Einwirkungszeit in Minuten

0,5

1

2,5 5

10

Pseudomonas aerug. Staphylococcus aureus Escherichia coli Proteus vulgaris Saccharomyces diast.

1 + 1 1 + 1 + + 1 + 1 ++ 1 +

+ + +

Die Ergebnisse dieses Versuches zeigen deutlich die sy- 30 Fluorwasserstoffsäure von 200 ppm und der Salpetersäure nergistische Wirkungssteigerung der erfindungsgemässen von 4750 pm werden nach 2,5 Minuten Einwirkungszeit so-

Kombination gegenüber Hefen. Bei einer Konzentration der wohl die Hefen wie auch sämtliche Bakterien abgetötet.

s

Claims (7)

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1. Desinfektionsmittel für die Getränkeindustrie, dadurch gekennzeichnet, dass es

(a) Fluorwasserstoffsäure

(b) Salpetersäure und

(c) Wasser enthält.

2. Desinfektionsmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Fluorwasserstoffsäure in einer Konzentration von 100 bis 300 ppm und Salpetersäure in einer Konzentration von 2000 bis 5000 ppm enthält.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es Fluorwasserstoffsäure in einer Konzentration von 150 bis 200 ppm enthält.

4. Desinfektionsmittel nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es Salpetersäure in einer Konzentration von 3000 bis 5000 ppm enthält.

5. Desinfektionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ausser Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure und Wasser auch Schwefelsäure enthält.

6. Desinfektionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es Salpetersäure in einer Konzentration von 750 bis 1000 ppm sowie Schwefelsäure in einer Konzentration von 1500 bis 3000 ppm enthält.

7. Desinfektionsmittel gemäss einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass es Harnstoff und fluorierte anionische, gesättigte Netzmittel enthält.